Как иллюзии зрения помогают исправить недостатки фигуры исследовательская работа

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Ученическая научно-практическая конференция «Старт в науку»

Проект на тему:

Иллюзии. Обман зрения.

Выполнил: Морозов Максим,

обучающийся группы №103/104

ОГБПОУ Фурмановского технического колледжа

Введение.

Актуальность. С давних пор люди не только поражаются обманам зрения и забавляются зрительными иллюзиями, но и сознательно используют их в своей практической деятельности. Уже тысячи лет зрительные иллюзии целенаправленно используются в архитектуре для создания определенных пространственных впечатлений, например, для кажущегося увеличения высоты и площади залов. Еще более эффективно зрительные иллюзии используются в изобразительном и цирковом искусстве. Зрительные иллюзии стали основой кинематографии и телевидения, учитываются в полиграфии и в военном деле. Создаваемая при помощи технических средств виртуальная зрительная реальность занимает в жизни современного человека огромное место и тесно переплетается с действительностью. Прогресс техники в последние десятилетия увеличил возможности создания иллюзий, большая часть которых относится к числу динамических, т. е. возникающих при наблюдении подвижных и меняющихся изображений, которые удобно генерировать при помощи компьютерной техники. В научной и популярной литературе описаны сотни зрительных иллюзий. Таким образом, популярность иллюзий во всём мире с каждым годом возрастает.

Цель. Изучить иллюзии и объяснить их с точки зрения физики.

Задачи:

1. Ознакомиться с различными видами иллюзий.

2. Определить, как иллюзии применяются на практике.

3. Выяснить, какое влияние иллюзии оказывают на людей и как ими воспринимаются.

4. Доказать, что возможно создать любую невозможную фигуру теоретически.

5. Сопоставить иллюзии с явлениями в природе, объяснить.

6. Провести эксперимент, доказывая, что это иллюзия и что она объяснима с точки зрения физики.

Гипотеза. Предположим, что иллюзии являются абсолютным обманом зрения, систематическими ошибками зрительного восприятия. Большинство классических иллюзий, демонстрирующих значительные отличия параметров видимого образа от физических параметров объекта, образуют проявление «недостатков» зрительной системы, которые фактически являются продолжением ее достоинства. Различные искусственно создаваемые зрительные эффекты и виртуальные образы основаны на использовании особенностей зрительных механизмов.

Объект. Иллюзии как физические явления, обладающие различными характеристикой и применением.

Предмет. Различные виды иллюзий: иллюзии глубины, восприятия цвета, стерео-иллюзии, движущиеся иллюзии и др.

Глава 1.

ИЛЛЮЗИИ (от лат. illusio — обман), искаженное восприятие действительности, обман восприятия.

1. иллюзии как следствие несовершенства органов чувств; свойственны всем людям (напр., оптические иллюзии).

2. Иллюзии, обусловленные особым состоянием психики (напр., страхом, снижением тонуса психической деятельности); наличие ложно воспринимаемого реального объекта отличает иллюзии от галлюцинаций (обман чувств, ложное восприятие, возникающее без соответствующего внешнего раздражения, воспринимаются как реальные явления, но возможно и критическое отношение к ним).

3. Ложные представления, связанные с определенными социальными установками индивида.

4. Несбыточные надежды.

5. (более узко — зрительные иллюзии) — ошибки в зрительном восприятии, вызванные неточностью или неадекватностью процессов неосознаваемой коррекции зрительного образа (лунная иллюзия, неверная оценка длины отрезков, величины углов или цвета изображённого объекта, иллюзии движения, «иллюзия отсутствия объекта» — баннерная слепота, и др.), а также физическими причинами («сплюснутая Луна», «сломанная ложка» в стакане с водой). Причины оптических иллюзий исследуют как при рассмотрении физиологии зрения, так и в рамках изучения психологии зрительного восприятия.

6. Оптические иллюзии показывают, что не всегда можно верить тому, что видишь. Многие полагают, что реально только то, что у них перед глазами. Оптические иллюзии отражают наличие неочевидного в жизни — иллюзорный феномен.

7. Игры с оптическими иллюзиями помогают изменять сознание. Мы хитростью заманиваем мозг на новые уровни восприятия. Мы начинаем видеть то, чего нет.

Природа зрительных иллюзий

Зрительные иллюзии связаны с некоторыми ограничениями и погрешностями процесса переработки информации в зрительной системе. Действительно, при рассматривании определенных объектов в специфическом окружении или в особых условиях наблюдения человек зачастую не вполне правильно оценивает размер, форму или цвет объектов, характер их движения, условия освещения и т. д. Часто «ошибочные» видимые образы очень убедительны, и человек, как правило, не может их «откорректировать» по своему желанию, даже если прекрасно осведомлен о том, что он должен был бы видеть, если бы зрение его не обманывало. Кроме того, к разряду зрительных иллюзий относят не только систематические ошибки восприятия, но и множество изобретенных людьми впечатляющих зрительных эффектов, в основе которых лежат фундаментальные свойства зрительных механизмов, а не их недостатки.

История изучения зрительных иллюзий

Систематическое изучение зрительных иллюзий началось примерно с середины 19 века. Во второй половине 19 — начале 20 веков было создано множество тестовых изображений, демонстрирующих наличие значительных ошибок в оценке размеров и формы геометрических фигур. В основе этих зрительных иллюзий лежит то обстоятельство, что на формирование видимого образа данного объекта всегда в большей или меньшей мере влияют объекты, располагающиеся по соседству с ним в поле зрения. Иными словами, наше зрительное впечатление о величине и форме объекта зависит от контекста, в котором он рассматривается. Это свойство нашего зрения было замечено очень давно. В частности, было обнаружено, что на воспринимаемую длину, кривизну и ориентацию линий большое влияние оказывают размеры фигур, в которые они включены, а также наличие прилегающих или пересекающих линий. Многие из придуманных в то время геометрических зрительных иллюзий стали классическими.

Иллюзии.

Физические иллюзии вызываются физическими причинами («сплюснутое Солнце», «сломанная ложка» в стакане с водой).

Некоторые оптические иллюзии изучались в рамках гештальтпсихологии(основана на психических явлениях). В художественных изображениях намеренное искажение перспективы вызывает особые эффекты, лучше всего известные по работам Мориса Эшера.

Восприятие размера

Иллюзии часто приводят к совершенно неверным количественным оценкам реальных геометрических величин. Оказывается, что можно ошибиться на 25 % и больше, если глазомерные оценки не проверить линейкой.

Глазомерные оценки геометрических реальных величин очень сильно зависят от характера фона изображения. Это относится к длинам (иллюзия Понцо), площадям, радиусам кривизны. Можно показать также, что сказанное справедливо и в отношении углов, форм и так далее.

Примеры:

1) Иллюзия Понцо — оптическая иллюзия, впервые продемонстрированная итальянским психологом Марио Понцо (1882—1960) в 1913 году. Он предположил, что мозг человека определяет размер объекта по его фону. Понцо нарисовал два одинаковых отрезка на фоне двух сходящихся линий, наподобие уходящего вдаль железнодорожного полотна. Верхний отрезок кажется крупнее, поскольку мозг интерпретирует сходящиеся линии как перспективу (как две параллельные линии, сходящиеся на расстоянии). Поэтому мы думаем, что верхний отрезок расположен дальше, и полагаем, что его размер больше. Кроме сходящихся линий силу эффекту добавляет уменьшающееся расстояние между промежуточными горизонтальными отрезками.

Некоторые исследователи полагают, что лунная иллюзия является примером иллюзии Понцо, в которой деревья, дома и другие детали ландшафта играют роль сходящихся линий. Объекты переднего плана заставляют наш мозг думать, что Луна больше, чем она есть на самом деле.

Данный тип зрительных иллюзий также возникает при использовании устройства сенсорного замещения. Однако для его восприятия необходимо наличие подобного визуального опыта, поскольку люди с врождённой слепотой не чувствительны к нему.

2) Иллюзия Мюллера-Лиера (Mueller-Lyer, 1889). Исходный рисунок содержит два равных горизонтальных отрезка с прилегающими более короткими отрезками разной ориентации, создающими впечатление стрелок и усиков. Большинству испытуемых отрезок со стрелками кажется значительно короче отрезка с усиками. Если уменьшать отрезок с усиками до тех пор, пока он не покажется равным отрезку со стрелками, у многих взрослых людей объективная разница в длине отрезков превысит 30% (ошибки в оценке длины изолированных отрезков обычно не превосходят 1-2%).

3) Иллюзии Цолльнера демонстрируют влияние наклонных пересекающих линий на восприятие параллельности. На рисунке можно представить 2 варианта таких иллюзий. В первом случае прямые параллельные линии пересекаются пучком лучей, расходящихся из центральной точки. Параллельные линии воспринимаются заметно искривленными — расстояние между центральными точками кажется больше, чем между крайними. Во втором случае, если разместить в расходящихся лучах смещенный относительно центра квадрат, то более близкая к точке расхождения лучей вертикальная сторона квадрата кажется длиннее противоположной.

Иллюзия Поггендорфа (на одной прямой лежат линии BC, а не AC, как кажется), Иллюзия Перельмана (буквы на самом деле параллельны друг другу), Иллюзия Липпса (центральные части линий параллельны друг другу), Иллюзия Болдуина (они абсолютно равны, хотя линия Б кажется гораздо длиннее), Иллюзия Ястрова, Параллелограмм Зандера, иллюзия кинескопа, Вертикально-горизонтальная иллюзия, квадратура круга, иллюзия перспективы; внутренний круг на крышке ведра кажется меньше круга, образующего дно ведра, однако эти круги равны; высота фигуры кажется большей чем, чем ее ширина, хотя в действительности фигура имеет форму квадрата; посмотрите на цифры «3» и»8″, верхняя половина каждой цифры равна нижней; а теперь перевернем эти цифры; разница в размере верхних и нижних половин становится очевидной.

Иллюзии восприятия цвета

Уже около ста лет известно, что когда на сетчатке глаза возникает изображение, состоящее из светлых и тёмных областей, свет от ярко освещённых участков как бы перетекает на тёмные участки. Это явление называется оптической иррадиацией: явление иррадиации состоит в том, что светлые предметы на темном фоне кажутся более увеличенными против своих настоящих размеров и как бы захватывают часть темного фона. Когда мы рассматриваем светлую поверхность на темном фоне, вследствие несовершенства хрусталика как бы раздвигаются границы этой поверхности, и эта поверхность кажется нам больше своих истинных геометрических размеров. На рисунке за счет яркости цветов белый квадрат кажется значительно большим относительно черного квадрата на белом фоне.

Любопытно отметить, что зная о данном свойстве черного цвета скрадывать размеры, дуэлянты в XIX веке предпочитали стреляться именно в черных костюмах в надежде на то, что противник промахнется при стрельбе.

Пример: Последняя иллюзия — иллюзия восприятия цвета. Одна из помеченных серых клеток кажется темнее другой, на самом деле они одинаковые

Восприятие глубины

Иллюзии восприятия глубины — неадекватное отражение воспринимаемого предмета и его свойств. В настоящее время наиболее изученными являются иллюзорные эффекты, наблюдаемые при зрительном восприятии двухмерных контурных изображений. Мозг бессознательно видит рисунки только одно-выпуклые (-вогнутые). Восприятие зависит от направления внешнего (реального или подразумеваемого) освещения.

Примеры: иллюзия с витыми веревками (James Frazer, 1908), др. иллюзии Дж. Фрезера, Иллюзия Геринга (иллюзия веера), Иллюзия Вундта (1896), Иллюзия кафе»Wall».

Движущиеся иллюзии

• Неподвижное изображение кажется движущимся.

• При рассматривании одинаковых движущихся мячей, Вы увидите, что они разного размера.

• Одно и тоже вращающееся изображение может вращаться в разные стороны, или даже совершать колебательные движения.

• Если человек долго смотрит на вращающийся структурированный объект, и этот объект внезапно останавливается, человеку начинает казаться, что после остановки объект начинает вращаться в обратную сторону — наблюдается последействие вращения. Эту иллюзию хорошо наблюдать, используя круги со случайно нанесенными пятнами.

• При наблюдении вращающихся эксцентрических кольцевых фигур возникает так называемый стереокинетический эффект — объект приобретает сильную иллюзию глубины. Интересно, что при наблюдении одним глазом (монокулярно) иллюзия обычно заметно сильнее, чем при бинокулярном наблюдении, что объясняется влиянием бинокулярных механизмов восприятия глубины. У людей с нарушениями бинокулярного зрения разница между бинокулярными и монокулярными условиями может отсутствовать или иметь обратный знак.

Примеры: иллюзия Райли (Bridget Riley), иллюзия Брауна (какие круги движутся быстрее: большие или маленькие?), Иллюзия Акуши Китаока, Иллюзия Оучи (эффект до сих пор не объяснён; ощущение движения и глубины появляется из-за интерпретации образов, воспринимаемых нашим мозгом; эффект трёхмерности пространства возникает, если кажется, что 2составных изображения расположены один перед другим – мозг воспринимает окружности как провалы), Иллюзия «Энигма» (появляется мерцание фиолетовых и синих колец; некоторые замечают циркулярное вращение, смешивание цветов), двигательный параллакс (видимое изменение положения предмета (тела) вследствие перемещения глаза наблюдателя), иллюзии кофейных зёрен и др.: Вращающиеся квадраты с закруглёнными краями вызывают иллюзию, что рисунок пульсирует;

Перевёртыши

• Перевёртыш — вид оптической иллюзии, в которой от направления взгляда зависит характер воспринимаемого объекта. Одной из таких иллюзий является «уткозаяц»: изображение может трактоваться и как изображение утки, и как изображение зайца.

Скрытые иллюзии

Принцип этого вида искусства в том, что одно изображение скрывает в себе другое, не столь очевидное для зрителя или даже замаскированное. Скрытые иллюзии называют также камуфляжным искусством.

Скрытые иллюзии включают в себя такое важное понятие, как анаморфосис. Анаморфосис – это искаженная проекция или перспектива, для восприятия которой в определённую точку изображения нужно поставить специальный прибор. Либо посмотреть на рисунок под очень крутым углом.

Примеры: таинственный остров (фактически деформация; пейзаж был создан для обложки книги Жюля Верна «Таинственный остров»; если поместить вверху ландшафта цилиндрическое зеркало, можно увидеть самого писателя); иллюзия Виктора Молева «Эйнштейн».

Невозможные фигуры

Голландский учёный Морис Эшер особенно преуспел в создании самых немыслимых намеренных искажениях перспективы, породивших особые эффекты обмана зрения. Его знаменитая картина – «День и ночь».

Стерео-иллюзии.

Стереопары (совокупность двух изображений одного и того же объекта, полученных с двух различных точек съемки; одно изображение рассматривается левым глазом, другое — правым; изображаемый объект при этом выглядит объемным), наложенные на периодическую структуру (Бела Юллеш, Венгрия) позволяют наблюдать стереоизображение так же, как и обычную стереопару. Периодическое изображение облегчает «разведение» глаз (как правило, на бесконечность), что после фокусировки глаз на расстояние несколько десятков сантиметров позволяет увидеть стереоизображение. Метод позволяет частично совмещать изображения стереопары, снимая ограничения на их размер, однако накладывает некоторые ограничения на содержание рисунков и практически рассчитывается с помощью компьютеров.

Асфальтовые иллюзии

Вид иллюзий, которые основаны на тщательном прорисовывании деталей каждого изображения на асфальтовом покрытии. Рисование ведётся под особым углом к плоскости асфальта для увеличения эффекта реального изображения.

Иллюзии в природе и привычных для нас явлениях.

Вопрос: почему ночное небо черное? Ведь если Вселенная бесконечна, то в направлении любой точки небосвода должно быть бесконечное количество звезд, свет которых суммируясь, должен дать бесконечно большую яркость. Почему же этого не происходит?

Это так называемый «парадокс Шезо-Ольберса» или «фотометрический парадокс». Суть его в том, что классическая физика затрудняется объяснить, почему ночью темно, если Вселенная бесконечна и неизменна во времени.

Парадокс удовлетворительно объясняет современная космогония, в частности, теория расширяющейся Вселенной.

Это явление было предсказано нашим соотечественником А.Фридманом, предложившим теорию нестационарной Вселенной. Им было показано, что стационарное состояние Вселенной крайне неустойчивое, и реальный мир должен или расширяться, или сжиматься.

Наблюдения, проведенные известным астрономом Э.Хабблом, показали, что все объекты Мира удаляются от наблюдателя с тем большей скоростью, чем дальше объект находится от наблюдателя. Аналогией может служить надутая камера футбольного или волейбольного мяча, на которой нанесена сетка параллелей и меридианов. Если шар будет раздуваться, то сетка растягивается. Наблюдатель, помещенный в какую-либо точку пересечения линий обнаружит, что все точки удаляются от него со скоростью, тем большей, чем дальше от наблюдателя эта точка расположена. (Абсолютная деформация пропорциональна длине деформируемого объекта, потому точки растягиваемого объекта будут удаляться от конца, откуда ведется отсчет, тем быстрее, чем большей будет растягиваемая длина).

В таком случае от всех источников света, удаляющихся от наблюдателя, свет станет приходить вследствие эффекта Допплера с тем большими длинами волн, то есть, сильнее смещенными в сторону красной и инфракрасной частей спектра. И можно указать такую точку, от которой станет приходить излучение с бесконечно большой длиной волны.

Эффект Доплера — изменение частоты и длины волн, регистрируемых приёмником, вызванное движением их источника и/или движением приёмника. Его легко наблюдать на практике, когда мимо наблюдателя проезжает машина с включённой сиреной. Предположим, сирена выдаёт какой-то определённый тон, и он не меняется. Когда машина не движется относительно наблюдателя, тогда он слышит именно тот тон, который издаёт сирена. Но если машина будет приближаться к наблюдателю, то частота звуковых волн увеличится (а длина уменьшится), и наблюдатель услышит более высокий тон, чем на самом деле издаёт сирена. В тот момент, когда машина будет проезжать мимо наблюдателя, тот услышит тот самый тон, который на самом деле издаёт сирена. А когда машина проедет дальше и будет уже отдаляться, а не приближаться, то наблюдатель услышит более низкий тон, вследствие меньшей частоты (и, соответственно, большей длины) звуковых волн.

Космос — самое абсолютное чёрное тело из всех возможных, так как он без остатка поглощает любое излучение, ничего не отражая. Им поглощаются свет, радиоволны, ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма лучи, любое тепловой излучение.

Радуга.

Радуга – не что иное, как спектр солнечного света. Он образован разложением белого света в каплях дождя как призмах. Из дождевых капель под разными углами преломления выходят широкие разноцветные пучки света. Наблюдатель, находясь вне зоны дождя, видит радугу на фоне облаков, освещаемых солнцем, на расстоянии 1 – 2 км. В это время Солнце стоит невысоко над горизонтом за спиной наблюдателя, а центр радуги – над горизонтом.

Верхняя полоса у радуги – всегда красная и находится не выше 42⁰ над горизонтом. Нижняя полоса – фиолетовая, а между ними находятся все остальные цвета. Чем выше Солнце над горизонтом, тем меньшую часть радуги мы видим над горизонтом. Космонавты с борта орбитальной станции видят всё радужное кольцо. Когда Солнце находится выше 43⁰, тогда радуга не видна. Радугу можно наблюдать в брызгах фонтана, водопада, при работе поливочной машины, на росе, покрывающей траву.

Это красивое явление стали изучать уже в глубокой древности. Первым понял причину радуги немецкий монах Теодорик, в 1304 г , воссоздавший ее на сферической колбе с водой. Однако открытие Теодорика было забыто. В XVII веке знаменитый французский философ и математик Р.Декарт объяснил основные закономерности образования радуги.

Мираж.

Нижний мираж (перевёрнутое изображение предметов) появляется в жаркий день. Слои воздуха около поверхности земли нагреваются больше и имеют меньшую плотность. Лучи, идущие из более плотных верхних слоёв, изгибаются вверх и попадают в глаз наблюдателя. Глаз человека продолжает луч по прямой (пунктир) и видит перевёрнутое изображение, а также и сам предмет. Голубое небо отражается тоже, создавая иллюзию водной поверхности.

Громадные призрачные фигуры людей, окружённые многоцветными кольцами, иногда наблюдают альпинисты в горах. Они производят мистическое впечатление. Суеверным людям эти тени кажутся выходцами из потустороннего мира. Между тем, это тени самих альпинистов. Они возникают, когда Солнце находится позади людей, а впереди – густые облака. Тогда на облаках, как на экране, появляются огромные фигуры.

Мираж сверхдальнего видения:

Жители небольшого бельгийского городка Вервье со страхом и удивлением наблюдали однажды утром изображение на небе военного сражения. Позже они узнали, что это было утро сражения при Ватерлоо (июнь, 1815 г.). По прямой между Вервье и Ватерлоо более 100 км. Облако пыли и дыма с поля боя послужило экраном, видимым далеко.

Появление «призрака» на сцене театра.

На передней части сцены ставится огромное плоское зеркало. Актёр, облачённый в костюм привидения, находится в углублении под сценой. При сильном освещении актёра отражённый свет будет падать на зеркало и почти целиком отражаться в зрительный зал. Зрители в слабо освещённом зале зеркала не видят, а только – изображение в зеркале актёра, принимая его за призрак.

Северное сияние

Северное Сияние, быстро меняющееся свечение отдельных участков ночного неба, наблюдаемое временами преимущественно в высоких широтах. Полярное сияние – это люминесцентное свечение, возникающее в результате взаимодействия летящих от Солнца заряженных частиц (электронов и протонов) с атомами и молекулами земной атмосферы. Происходит в результате свечения разреженных слоев воздуха на высотах 90-1000 км под действием протонов и электронов, проникающих в атмосферу из космоса.

Глава 2.

2.1 Практическая часть.

Интерференция света — пространственное перераспределение энергии светового излучения при наложении двух или нескольких световых волн; частный случай интерференции волн. Интерференция света наблюдается на экране или иной поверхности в виде характерного чередования светлых и темных полос или пятен (для монохроматического света) или окрашенных участков — для белого света.

Интерференция волн — явление, наблюдающееся при одновременном распространении в пространстве нескольких волн и состоящее в стационарном (или медленно изменяющемся) пространственном распределении амплитуды и фазы результирующей волны. Интерференция волн возможна, если разность фаз волн постоянна во времени, т. е. волны когерентны. Интерференция волн возникает для волн любой природы и частоты.

Дифракция света наблюдается при распространении света вблизи краев непрозрачных тел, сквозь узкие отверстия, щели и т. д.; дифракционная картина (чередование световых максимумов и минимумов) — результат интерференции световых волн.

2.2 Исследование. Невозможные фигуры.

Несмотря на значительное количество публикаций о невозможных фигурах их четкого определения по существу не сформулировано. Можно прочесть, что к невозможным фигурам относятся все оптические иллюзии, связанные с особенностями нашего восприятия мира. В данном исследовании под невозможными фигурами будут пониматься плоские изображения фигур, воспринимаемые человеком однозначно, как они нарисованы без восприятия человеком каких бы то ни было дополнительных, фактически не нарисованных изображений или искажений и которые невозможно представить в трехмерном виде. Невозможность представления в трехмерном виде понимается, конечно, только непосредственная без учета возможности применения специальных средств при изготовлении невозможных фигур, т. к. всегда невозможную фигуру можно изготовить, применив хитроумную систему прорезей, дополнительных поддерживающих элементов и изгибания элементов фигуры, а затем сфотографировав ее под нужным углом.

Существует множество описаний способов и инструкций получения невозможных фигур, но все они носят все же не общий характер, а частный и применимы лишь к отдельным видам невозможных фигур или к фигурам, составляемым из отдельных строго определенных элементов.

Для получения общего всеобъемлющего ответа на поставленные вопросы необходимо получить чисто математическое описание в общем, виде любой невозможной фигуры.

Ниже приведено универсальное уравнение способное описать практически любой объект или его изображение. Уравнение представляет собой сумму выражений:

• [xi/x]*[x/xi]* [yi/y]*[y/yi]* [zi/z]*[z/zi]*t, где:
  x, y, z — текущие координаты в трехмерном пространстве;

• xi, yi, zi – координаты i-ой точки объекта;

• t – число, задающее цвет i-ой точки объекта, например код в системе RGB;

• [ ] – знак, обозначающий целую часть числа.

Поскольку предложенное универсальное уравнение способно описать практически любой объект, то нет ни каких препятствий для описания при помощи универсального уравнения и невозможных фигур. Рассмотрим такое описание на примере простого объекта состоящего всего из двух точек красного и синего цвета. Зададим его уравнением:

• q=[5/x]*[x/5]*[2/y]*[y/2]*[7/z]*[z/7]*255001001+

• +[5/x]*[x/5]*[9/y]*[y/9]*[7/z]*[z/7]*001001255

При последовательной подстановке в это уравнение x, y, z соответственно их значений от нуля до бесконечности для построения проекций точек на плоскости (xz) и (yz) мы ничего необычного не заметим, но стоит нам изменить на обратный порядок подстановки значений x, y, z, т. е. от бесконечности до нуля мы увидим, как это показано на приведенной ниже схеме, что, на проекции на плоскость (xz) вперед вышла точка красного цвета, что в трехмерном представлении невозможно без фактического изменения расположения точек. При этом проекция на плоскость (yz) выглядит нормально и точка синего цвета, отстоящая от начала координат на 9 единиц по оси y, находится ближе к наблюдателю, чем точка красного цвета, отстоящая от начала координат по оси y на 2 единицы согласно уравнению.

Рассмотренный пример позволяет сформулировать следующее необходимое и достаточное условие для получения произвольной невозможной фигуры: при формировании невозможной фигуры в виде проекции объекта на плоскость необходимо полностью или часть точек объекта вывести в обратной последовательности, т. е. самые близкие точки объекта к наблюдателю первыми, а самые дальние от наблюдателя точки последними.

Возьмем в качестве исходного объекта обычный спичечный коробок. Создадим его трехмерную модель c помощью обычного графического редактора, и, следуя сформулированному условию при выведении проекции этого коробка точки, формирующие одну из сторон этого коробка (самую дальнюю для наблюдателя) выведем поверх всех остальных точек изображения. Внимательно рассмотрев получившуюся в результате фигуру можно без труда прийти к выводу, что в трехмерном пространстве такая фигура невозможна, т. е. применение, сформулированного выше условия привело к созданию невозможного спичечного коробка.

Необходимо отметить, что хотя применение необходимого и достаточного условия получения произвольной невозможной фигуры при построении проекции практически любого трехмерного объекта приводит к созданию невозможной фигуры наглядность (заметность) этого все же зависит от точки просмотра этого объекта (угла под которым он проецируется на плоскость): см.рис(на обоих рисунках проекции левых коробков были сформированы в нормальном правильном режиме, а проекции правых коробков были получены полностью путем выведения точек изображения коробков в обратном порядке, т. е. ближние к наблюдателю точки выводились первыми, а дальние последними. в результате дальние от наблюдателя точки полностью закрыли ближние к наблюдателю точки изображения; кроме этого нижний рисунок был получен путем поворота трехмерной модели первого примерно на 45 градусов, что позволило изменить угол проецирования коробков и стола на плоскость; оба рисунка представляют собой невозможные фигуры; однако заметить это на первом рисунке может только очень внимательный зритель по ненормальной интенсивности освещения коробков, а вот изменение угла проецирования для второго рисунка обеспечило наглядность его невозможности в трехмерном представлении). Так же невозможность изображения может подчеркиваться тенями и интенсивностью освещения. На приведенном ниже рисунке, представляющем собой невозможную решетку из карандашей, ровное освещение поверхности карандашей и прямые ровные тени от карандашей однозначно нам подсказывают, что карандаши на рисунке изображены действительно проходящими друг через друга, а не изогнутыми. Если бы карандаши были изогнутыми, то фигура из них в принципе могла бы быть представлена в трехмерном пространстве.

Эффект невозможности фигуры в большей степени заметен на несплошных фигурах составленных из отдельных элементов (брусков, трубок, стержней и т. п.). Возможно, именно по этой причине большую часть невозможных фигур обычно набирают из отдельных элементов.

Несколько отдельных разнотипных невозможных фигур в свою очередь могут объединяться в одну. При этом сложность такой невозможной фигуры может возрастать до бесконечности.

Последовательное применение необходимого и достаточного условия получения произвольной невозможной фигуры к кадрам анимации позволяет получать анимации невозможных фигур. Ниже приведены примеры двух, таким образом, полученных анимаций. На первой анимации обычный спичечный коробок превращается в невозможный и обратно при совершении вращательных колебании от 0 до 90 градусов и обратно. На второй анимации конструкция из двух спичечных коробков совершает вращательные колебания от 0 до 180 градусов и обратно, а наблюдателю кажется, что только от 0 до 90 градусов. При этом передние и задние (для наблюдателя) стенки коробков периодически постепенно меняются местами.

Можно отметить еще одну интересную особенность невозможных фигур. Считается, что в плоском двумерном пространстве невозможная фигура реальна и не может быть реализована в трехмерном пространстве. Однако невозможная фигура может быть реализована так же и в пространствах имеющих число измерений большее трех. Правда, такая реализация пока возможна только чисто математически в виде уравнений, описывающих невозможную фигуру. Ведь пока только уравнения допускают одновременное размещение нескольких объектов в одном и том же трехмерном объеме и перевод отдельных объектов в разряд фактически невидимых в отдельных пространствах или подпространствах.

2.3 Составление выводов, рекомендаций.

Вывод: описанная в данном исследовании методика создания невозможных фигур позволяет получать невозможные фигуры из трехмерных моделей любых объектов практически в автоматическом режиме. Из сказанного так же следует, что количество невозможных фигур практически бесконечно. Использование же той или иной невозможной фигуры ее распространенность будет зависеть исключительно от ее художественной ценности (зрелищности), уместности ее использования в логотипе, знаке или рекламе.

Несмотря на значительное количество публикаций о невозможных фигурах их четкого определения по существу не сформулировано. Можно прочесть, что к невозможным фигурам относятся все оптические иллюзии, связанные с особенностями нашего восприятия мира. В данном исследовании под невозможными фигурами будут пониматься плоские изображения фигур, воспринимаемые человеком однозначно, как они нарисованы без восприятия человеком каких бы то ни было дополнительных, фактически не нарисованных изображений или искажений и которые невозможно представить в трехмерном виде. Невозможность представления в трехмерном виде понимается, конечно, только непосредственная без учета возможности применения специальных средств при изготовлении невозможных фигур, т. к. всегда невозможную фигуру можно изготовить, применив хитроумную систему прорезей, дополнительных поддерживающих элементов и изгибания элементов фигуры, а затем сфотографировав ее под нужным углом.

Можно отметить еще одну интересную особенность невозможных фигур. Считается, что в плоском двумерном пространстве невозможная фигура реальна и не может быть реализована в трехмерном пространстве. Однако невозможная фигура может быть реализована так же и в пространствах имеющих число измерений большее трех. Правда, такая реализация пока возможна только чисто математически в виде уравнений, описывающих невозможную фигуру. Ведь пока только уравнения допускают одновременное размещение нескольких объектов в одном и том же трехмерном объеме и перевод отдельных объектов в разряд фактически невидимых в отдельных пространствах или подпространствах.

Глава 3.

Заключение.

В ходе проделанной мной работы я выяснила, какие существуют иллюзии, чем отличаются и как характеризуются. Иллюзии по-разному влияют на сознание и психику людей. Для некоторых, например больных хроническими заболеваниями (неврастения, стенокардия, болезни сердца, эпилепсия), рассматривание многих иллюзий противопоказано, но не всех. Офтальмологи считают, что просмотр таких иллюзий, как стереограммы благоприятно отражается как на физическом состоянии человека, так и на эмоциональном. Выяснила, что иллюзии – это не только увлекательно, но и полезно. Ведь они имеют важное применение в цирковом искусстве, кинематографии, телевидении и др. Например, благодаря эффекту Доплера астрономы установили, что вселенная расширяется — звёзды разбегаются друг от друга. С его помощью определяются параметры движения планет и космических аппаратов. Эффект Доплера лежит в основе радаров, с помощью которых инспекторы ГАИ определяют скорость автомобиля. Медики используют этот эффект для того, чтобы с помощью ультразвукового прибора отличить вены от артерий при проведении инъекций.

Иллюзии полностью сопоставимы с явлениями, уже объясненными с точки зрения физики, а значит, многие иллюзии объяснимы и должны быть понятны людям. Получается, что иллюзии – это сами физические явления. Радуга, мираж, северное сияние – оказывается, это тоже всё иллюзии! Ведь, к примеру, как было доказано, можно создать невозможную фигуру теоретическим способом. Но это не значит, что можно создать абсолютно любой объект, какой угодно, что вздумается, нужно следовать выведенному теоретически уравнению, которое определяет как форму, положение фигуры в различных измерениях, даже цвет. Создание данных невозможных объектов сейчас происходит с помощью компьютерных технологий: наглядность возрастает, а, следовательно, и интерес. Но это эксперимент, который получается чисто теоретически, так как на практике создать такой объект в разных измерениях невозможно.

В ходе опыта я объяснила такие явления как дифракция света, интерференция света и волн и сделала вывод, что они косвенно являются иллюзиями, так как образуют обман зрения.

Причины оптических иллюзий исследуют как при рассмотрении физиологии зрения, так и в рамках изучения психологии зрительного восприятия. Игры с оптическими иллюзиями помогают изменять сознание. Мы хитростью заманиваем мозг на новые уровни восприятия. Мы начинаем видеть то, чего нет.

Рекомендации:

• Рассмотрение иллюзий в лечебных целях.

• Иллюзии помогают лучше понимать общеизвестные явления в природе,

• Привлекают и акцентируют внимание на некоторых сложных для понимания явлениях, что способствует наиболее эффективному усваиванию информации.

• Вызывают интерес.

Приложения

Различные иллюзии

Восприятие размера

Восприятие цвета

Восприятие глубины

Иллюзии движения

Перевёртыши

Скрытые иллюзии

Невозможные фигуры

Литература

• Мультимедийное приложение «Кирилл и Мефодий».

• Росинская Е.А. Новейшая энциклопедия знаний. – Ростов на/Д: ООО «Удача», 2009.

• Интернет-сайты:

• http://ru.wikipedia

• http://img.oboz.obozrevatel.com

• http://www.smolyane.ru

• http://www.kurtwenner.com

• http://www.hiero.ru

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ИЛЛЮЗИЙ В ОДЕЖДЕ ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ФИГУРЫ ЧЕЛОВЕКА
Выполнила: ученица 9 «Б» класса Шестопалова Алина
Руководитель: учитель физики МБОУ « СОШ №102», г.Воронежа ,
Ефремова Л.М.
Содержание

• Цель
• Первый социальный опрос
• Историческая справка
• Второй социальный опрос
• Историческая справка
• Третий социальный опрос
• Историческая справка
• Таблица рекомендаций
• Вывод
• Список использованных источников

Цель работы:

• Изучить, как оптические иллюзии влияют на наше восприятие и как при помощи их можно устранить дефекты фигуры человека.

Первый социальный опрос

• Я провела опрос среди учениц восьмого класса и по его результатам составила диаграмму. Был задан вопрос: «Что такое иллюзия?»

Иллюзии – это игра со зрителями, идеальный инструмент для самовыражения. Игра заставляет зрителей стать ее участниками, принять иную реальность. Именно это позволяет увидеть привычные вещи с новой стороны.

• Иллюзии – это игра со зрителями, идеальный инструмент для самовыражения. Игра заставляет зрителей стать ее участниками, принять иную реальность. Именно это позволяет увидеть привычные вещи с новой стороны.
• Оптические иллюзии — ошибки зрительного восприятия объектов – их цвета, величины, формы, удаленности и другого. Оптические иллюзии связаны с влиянием цветового контраста, освещенности окружающих предметов, движения объекта и другого.

Второй социальный опрос

• Я провела второй социальный опрос среди модниц и по его результатам составила диаграмму. Был задан вопрос: «Как вы считаете, меняется ли восприятие вашей фигуры в зависимости от расположения полос на вашей одежде?».

Редко кто может сказать, что у него идеальная фигура. Поэтому многие девушки прибегают к использованию оптических иллюзий для коррекции собственной фигуры.

• Редко кто может сказать, что у него идеальная фигура. Поэтому многие девушки прибегают к использованию оптических иллюзий для коррекции собственной фигуры.

Виды иллюзий

Третий социальный Опрос

• Для того, чтобы выявить самый популярный вид иллюзий среди модниц, я провела опрос.

По результатам опроса самым используемым видом иллюзий оказался вид «Восприятие размера». Все же пользуются иллюзией созданной вертикальными или горизонтальными полосками на одежде.

• По результатам опроса самым используемым видом иллюзий оказался вид «Восприятие размера». Все же пользуются иллюзией созданной вертикальными или горизонтальными полосками на одежде.

Вид иллюзий «Зрительные искажения»:

• Иллюзия Цельнера
• Параллельные линии кажутся сходящимися и расходящимися. При этом костюм со сходящимися линиями визуально уменьшает талию. На практике такой эффект можно добиться при помощи вышивки контрастными цветами.

Иллюзия Геринга

• Иллюзия Геринга
• Возникает впечатление выпуклости двух параллельных линий А, и ощущение вогнутости Б. Мы наблюдает более стройную фигуру за счет данной иллюзии.

Иллюзия Вундта

• Иллюзия Вундта
• Возникает эффект вогнутости по середине двух параллельных прямых. Для достижения эффекта вогнутости, мы можем использовать момент драпировки по бокам, а так же необходимо вышить две параллельные линии.

Иллюзия Томпсона

• Иллюзия Томпсона
• Если провести касательную, то можно увидеть, что линии параллельны. Однако, если применить данную иллюзию на одежде, то девушка в платье с орнаментом А будет выглядеть полнее, чем девушка в платье с орнаментом Б. Для этого можно сделать вставки с таким рисунком.

Иллюзия Поггендорфа

• Иллюзия Поггендорфа
• Возникает ощущение смещения секущей линии при параллельных вертикалях. Необходимо использовать вставки только из черной ткани для достижения такого эффекта. Если платье будет все черное, то вставки можно создать контрастного цвета. Мы бы посоветовали белые или красные элементы. Либо просто использовать шарф, как аксессуар.

Иллюзия искажения фигуры

• Иллюзия искажения фигуры
• Возникает зрительное ощущение, что изображение «вытягивается», тем самым удлиняется и сама фигура. Наш совет: вышить золотистой ниткой прямые линии.

Вид иллюзии «Цвет и контраст»

• При изменении контрастности сверху вниз, от темного к светлому, фигура человека визуально вытягивается, и наоборот.
• Для этого существуют ткани с переходом оттенков. Можно использовать любые цвета, так как палитра оттенков очень разнообразна.

Вид иллюзии «Восприятие размера»

• Иллюзия Мюллера
• Линия Б примерно кажется длиннее линии А на 33%, однако они одинаковы. Следовательно, можно использовать данную иллюзию для удлинения фигуры.

Вертикально-горизонтальная иллюзия

• Вертикально-горизонтальная иллюзия
• Вертикальное всегда кажется нам больше, чем равное ему по величине горизонтальное. Иногда эта иллюзия очень значительна и может приближаться к разнице в 1/3. Эта иллюзия наиболее характерна для определения пропорций верхней и нижней частей одежды. Можно использовать верх, украшенный матовыми пуговицами под цвет поясу на юбке или брюках.

Иллюзия увеличения

• Иллюзия увеличения
• Пространство с поперечными линиями смотрится выше. Для этого существуют ткани, как с поперечными, так и с вертикальными линиями.

Рекомендации по исправлению фигуры

• По результатам моего исследования, можно дать рекомендации по использованию оптических иллюзий для коррекции фигуры человека и как результат привожу таблицу, которую используют модельеры. Создавая костюм на основе иллюзий, необходимо учитывать все особенности внешности и чётко знать, что именно нуждается в корректировании.

Продолжение

• Продолжение

Вывод

• В своём исследовании я рассмотрела отдельные виды данных иллюзий. Еще до открытия в психологии определенных зрительных закономерностей, художники по костюму интуитивно применяли линии, которые делают фигуру более красивой, чем она есть на самом деле.
• При выборе одежды, нужно обращать внимание не только на внешнее данные, но и на особенности фигуры, те места, которые требуют коррекции.

Список использованных источников

• Использование оптических иллюзий в одежде для коррекции фигуры человека

(https://pandia.ru/text/79/496/52313.php)

• Визуальная коррекция. Зрительная иллюзия

(https://www.babyblog.ru/user/id1434523/282091)

• Как скрыть недостатки фигуры при помощи оптических иллюзий

(https://www.liveinternet.ru/users/miss_sv/post403368614)

• Как создать идеальную фигуру при помощи одежды?

(http://alpama.net/news/kak-sozdat-idealnuyu-figuru-pri-pomoschi-odezhdy.html)

Обман зрения или оптическая иллюзия

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Введение.

Мы привыкли доверять собственному зрению, однако оно нередко обманывает нас, показывая то, чего в действительности не существует. В такие моменты мы сталкиваемся со зрительными иллюзиями — ошибками зрительного восприятия. Сами ученые создали немало обманчивых картинок, наглядно демонстрирующих, сколь ограничены возможности человеческого глаза.

Однажды в одном из журналов я наткнулась на задание:

— Возьмите лист бумаги и скрутите его в узкую трубочку.

— Приложите трубочку к глазу и посмотрите через нее.

— Перед вторым глазом поместить свою ладонь на уровне конца трубочки.

— Держите руку и смотрите вдаль через трубочку в одну точку. Не фокусируйтесь на другой руке.

— Подождите примерно 10 секунд, и когда вам покажется, что поле зрения сливается, вы увидите в середине своей ладони отверстие, а в нём предметы, видимые вторым глазом.

Я была очень удивлена увиденному, меня это заинтересовало. Возникло множество вопросов:

— Стоит ли доверять всему, что мы видим?

— Почему мы видим иногда то, что кроме нас больше никто не видит?

— Почему нарисованные неподвижные предметы начинают двигаться?

— Всегда ли можем доверять своему зрению?

Поэтому я выбрала данную тему для исследования. Я открыла много нового для себя, друзей и родных. И мне очень хотелось бы поделиться тем, что я узнала с Вами. Часто то, что мы видим обманчиво, и многое оказывается совсем не тем, чем кажется на первый взгляд. Даже самые простые вещи могут таить в себе самые неожиданные открытия, нужно только присмотреться.

Актуальность темы: Больше всего сведений об окружающем мире человек получает с помощью зрения. Еще античный философ Гераклит говорил, что «глаза – более точные свидетели, чем уши». Зрительные иллюзии люди используют в практической деятельности, например, в архитектуре для создания определённых пространственных впечатлений, для кажущегося увеличения высоты и площади залов, изменение фасада здания. Ещё более эффективно зрительные иллюзии используются в изобразительном и цирковом искусстве. Зрительные иллюзии стали основой кинематографии и телевидения. Создаваемая при помощи технических средств виртуальная зрительная реальность занимает в жизни современного человека огромное место и тесно переплетается с действительностью.

Цель работы: Систематизация знаний по иллюзиям. Изучить зрение человека. Выяснить, что лежит в основе оптической иллюзии — чудеса или наука?

Гипотеза: не всегда то, что мы видим, на самом деле является таковым.

Задачи исследования:

— Познакомиться со строением глаза и узнать, каким образом видит человек.

— Собрать информацию о различных видах оптических иллюзий.

— Найти примеры использования иллюзий в искусстве и в архитектуре.

— Узнать, действительно ли реальный мир именно таков, каким мы его видим.

Объект исследования: зрение человека и оптические иллюзии.

Предмет исследования: причины возникновения оптических иллюзий.
Методы исследования: изучение литературы и Интернет-ресурсов по данной теме, сопоставление существенных признаков, анализ, сравнение, обобщение. Создание макетов демонстрирующих оптические иллюзии.

Теоретическая часть.

Виды иллюзий.

Принято выделять следующие виды иллюзий:

— Иллюзия восприятия размера.

— Зрительные искажения.

— Иллюзия цвета и контраста.

— Иллюзия движения.

— Следящие портреты.

— Стереокартинки.

— Иллюзии – перевёртыши.

— Иллюзии восприятия глубины.

— Иллюзии фигуры и фона.

— Невозможные фигуры.

Но прежде чем перейти к иллюзиям рассмотрим, как устроен глаз.

Как устроен глаз человека.

Зрение – это способность человека воспринимать свет, форму и цвет окружающих предметов или, по-другому, способность их видеть. Происходит это благодаря особым светочувствительным клеткам нашего организма, которые собраны в особых органах — глазах. Как устроен глаз человека?

Человек видит следующим образом (рисунок 1):

Свет проходит сквозь роговицу и зрачок попадая на шарообразный хрусталик.

Хрусталик, как линза, преломляет лучи и направляет их на светочувствительные клетки, расположенные на сетчатке. Светочувствительные клетки бывают двух видов и называются они палочками и колбочками. Палочки воспринимают только тёмное и светлое, а колбочки различают цвет.

Сетчатка принимает световой импульс и передает его зрительному нерву.

Зрительный нерв посылает сигнал мозгу.

Мозг переводит сигнал в зрительный образ.

Слепое пятно.

В процессе исследования я узнала удивительные особенности строения нашего глаза. Так, например, существует слепое пятно глаза, открытое французским физиком Мариоттом в 1668г. Слепое пятно – это место сетчатки, где зрительный нерв вступает в глазное яблоко.

Получается, что из-за слепого пятна я должна видеть окружающий мир с пробелами? Оказывается, нет! У нас два глаза, поэтому, когда изображение попадает в зону слепого пятна одного глаза, второй глаз видит все подробности.

Чаще всего глаз считают похожим на фотоаппарат или телекамеру, проецирующую внешние объекты на сетчатку, которая является светочувствительной поверхностью. Однако, у человека два глаза, наш мозг постоянно «сравнивает» увиденное ими и, благодаря этому, мы обладаем пространственным зрением. Мозг «смотрит» на эту картинку и «видит» все, что нас окружает.

Но не все так просто:

Во-первых, благодаря хрусталику все предметы отражаются на сетчатке в перевернутом виде, но наш мозг исправляет такую искаженную картинку.
Во-вторых, изображение уменьшено и из-за несовершенных оптических свойств глаза картинка на сетчатке размазана.

В- третьих, глаз совершает постоянные движения: скачки при рассматривании изображений, мелкие непроизвольные колебания. Таким образом, изображение находится в постоянной динамике.

В – четвертых, глаз моргает приблизительно 15 раз в минуту, а это значит, что изображение через каждые 5-6 секунд перестает проецироваться на сетчатку.

Так что же «видит» мозг?

Фактически он видит два размытых, дергающихся и периодически исчезающих изображения, а значит, возникает проблема совмещения информации, поступающей через правый и левый глаз. Существует много научных направлений, которые, используя различные экспериментальные методики, пытаются понять, каким образом мы воспринимаем окружающий мир. Один из самых интересных способов изучения — исследование зрительных иллюзий. 

Иллюзии — это искаженное, неадекватное отражение свойств воспринимаемого объекта. В переводе с латыни слово «иллюзия» означает «ошибка, заблуждение». Это говорит о том, что иллюзии с давних времен интерпретировались как некие сбои в работе зрительной системы.

Вот как это происходит. Зрение – физический процесс. Но оно не имеет ничего общего с фотографией, которая работает чисто механически. Получается в действительности зрение – это психологическое явление, поскольку видят не глаза, а мозг!

А глаза представляют собой механические инструменты для получения изображения. Но когда эти образы доходят до мозга, происходит оценка полученной информации. Клетки мозга должны определить, что они думают о данном образе.

Что же помогает мозгу это определить? Очень важное значение имеет та работа, которую проделывают глазные мышцы, чтобы увидеть предмет. В определении расстояний, углов, взаиморасположения предметов в пространстве наши глаза двигаются то в одну, то в другую сторону. Наш мозг говорит о том, что глаза проделали определенный путь, поскольку мозг имеет представление об энергии и времени, потраченных для перемещения глаза в разных направлениях.

Поэтому одна из причин оптических иллюзий нам ясна. Примером этому послужит иллюзия восприятия размера.

Иллюзии.

Иллюзия восприятия размера.

Рассмотрим рисунок 2, перед нами две линии одинаковой длины, но одна из них расположена вертикально, а другая – горизонтально. Горизонтальная линия покажется нам короче, поскольку для глазного яблока гораздо легче перемещаться из стороны в сторону, чем вверх-вниз. Поэтому мозг решает, что горизонтальная линия должна быть короче!

Иллюзия Мюллера – Лайера (рисунок 3):

Одна из самых известных оптико-геометрических иллюзий – иллюзия Мюллера – Лайера. Посмотрев на этот рисунок, большинство наблюдателей скажет, что левый отрезок со стрелочками наружу длиннее правого со стрелочками, направленными внутрь. Впечатление настолько сильное, что, согласно экспериментальным данным, испытуемые утверждают, что длина левого отрезка на 25-30% превышает длину правого. С толку сбивает привычка мозга оценивать предмет целиком, а не каждую его составную часть. Именно поэтому стрелка с расходящимися концами нам кажется больше, чем точно такая же, но с классическим окончанием.

Иллюзия Эббингауза (рисунок 4):

Попробуйте внимательно посмотреть на эту картинку и ответить на один простой вопрос: Какой из кругов больше? И не пытайтесь доказывать, что правый явно больше левого, поскольку это не так. На самом деле круги абсолютно равны по размеру. Не верите? Тогда возьмите линейку и проверьте сами.

Происходи это потому, что мы судим о размерах предмета, ориентируясь на его окружение. Поэтому круг, окруженный маленькими кругами, будет нам казаться больше того, что окружен крупными кругами, хотя на деле обе фигуры одинаковы.

Зрительные искажения.

Иллюзия НЕпараллельных линий (рисунок 5):

Попробуйте внимательно посмотреть на эту картинку… и понять, что все горизонтальные линии параллельны друг другу. В это сложно поверить, но это так. Не верьте глазам, что линии расположены «лесенкой» — это просто иллюзия. Достаточно просто присмотреться, чтобы понять это.

Наш головной мозг строит искаженные образы реальности. Он способен создавать видимость того, чего не существует в действительности и в то же время не замечать очевидное. 
Причиной искаженной оценки окружающего мира является несовершенство строения наших глаз. Сетчатка в месте входа зрительного нерва лишена светочувствительных нервных окончаний, что образует так называемое слепое пятно. То есть какую-то часть изображения мозг достраивает самостоятельно, ориентируясь на части соседнего фона. Спасает то, что слепые пятна обоих глаз не приходятся на одну точку изображения.

Примером иллюзии искажения может служить Ведьмин дом в Одессе (рисунок 6):

Это плоский дом. Здесь не живут плоские люди, спросите Вы. Разгадку оригинальности плоского дома можно увидеть, если отойти подальше. Дело в том, что боковые стены дома построены под острым углом, благодаря чему и создается оптическая иллюзия. Внутри же плоский дом представляет собой настоящее сокровище – здесь усилиями жильцов были сохранены старинные интерьеры: мраморные лестницы, изящная лепнина на потолках, кованые перила.

Ведьмин дом в Одессе стал очень популярной достопримечательностью случайно – на деле при его строительстве никто и не планировал создавать архитектурный шедевр и кого-то удивлять. Дата возведения этого дома точно не известна, как и имя архитектора, подарившего городу еще одно чудо, но предположительно дом был построен либо в 30-е годы XIX века, когда проводилась основная застройка улицы, либо в начале XX века.

Версий причин, по которым дом получился таким, какой он есть, существует несколько. Согласно одной из них, при строительстве оказалось, что средств не достаточно, и архитекторы просто нашли выход из сложной ситуации: свели две боковых стены вместе так, что по форме сверху дом стал напоминать треугольник, а под определенным углом – казаться совершенно плоским.

Еще одна версия, которую многие считают наиболее вероятной, заключается в том, что было просто недостаточно земли, а отступать от исторической застройки улицы было нельзя, поэтому было построено столь удивительное с одной и столь традиционное с другой стороны здание.

Иллюзия цвета и контраста (рисунок 7).

Очень важной способностью нашего зрения является умение различать цвета, но это свойство может подводить нас. Например, при смене условий освещенности, цвета воспринимаются нами совсем иначе.

Мы склонны судить о насыщенности цвета по яркости фона или окружающих предметов, поэтому одна и та же картина на белом фоне будет выглядеть ярче, чем, если бы ее поместили на черный фон. Кроме того, наш глаз склонен воспринимать цвет наблюдаемому объекту в зависимости от оттенка фона. В этом случае действуют также закономерности контраста яркостей.

Наш мозг всегда стремится помочь сознанию, иногда это оказывается «медвежья услуга», но в большинстве случаев создание мозгом дополнительной контрастности оправдано. Получая от глаз информацию о нескольких разноцветных объектах, мозг стремится сделать их более контрастными. Причем более контрастными по отношению к соседним объектам, то есть фону. 

Иллюзия движения (рисунок .

Перемещающиеся изображения — известная забава. Нужный эффект достигается использованием различных цветовых сочетаний, интересных форм, линий под углом, а также геометрических элементов разного размера. Поэтому большинство иллюзий движения построены на регулярном повторе разных по яркости или цвету фрагментов.

Потрясающие иллюзии придумал японский психолог и дизайнер Акиоши Китаока. Когда вы смотрите на его «Невероятных змей», круги начинают медленно вращаться. Китаока экспериментально подобрал цвета фрагментов и их последовательность, при которых иллюзия наиболее сильна: «черный — синий, белый — желтый». Именно к таким комбинациям периферическое зрение максимально чувствительно. Изменение порядка чередования цветов задает разное направление движения. Объяснить это можно тем, что нейроны (то есть нервные клетки) зрительной коры нашего головного мозга с разной скоростью реагируют на свет разной яркости. 

«Не исключено, что сила иллюзорного движения может зависеть от мозгового кровотока — в случае нарушения кровообращения узоры будут двигаться быстрее. Но это лишь предположение, доказанных фактов нет»¹.

Вы можете остановить движение только одним способом: прищурившись или зафиксировать взгляд на точке в центре какого-нибудь круга и не мигать. Помогает не всем. И ненадолго…

Следящие портреты.

«Мона Лиза» Леонардо да Винчи (рисунок 9) известна не только своей загадочной улыбкой. С любой точки кажется, что ее взгляд обращен прямо на вас. Это характерно и для большинства других портретов.

Все объясняется тем, что зрачок на этих портретах помещен в середину глаза. Именно такими мы видим глаза человека, который смотрит прямо на нас; когда он смотри в сторону, мимо нас, то зрачок и вся радужная оболочка кажутся нам находящимися не посредине глаза, но несколько перемещенными к краю. Изображение на картине плоское, двухмерное. Однако зритель и на портрет стремится перенести восприятие трехмерного объекта. Когда мы отходим в

сторону от портрета, зрачки, разумеется, своего положения не меняют –

остаются посредине глаза. А так как, кроме того, и все лицо мы продолжаем

видеть в прежнем положении по отношению к нам, то нам, естественно,

¹Виктор Косс врач-невролог, нейрофизиолог, кандидат медицинских наук, член-корреспондент Американской академии неврологии.

кажется, будто портрет повернул голову в нашу сторону и следит за нами».

Дракон Гарднера.

Эту иллюзию создал замечательный фокусник Джерри Эндрюс .

Из-за чего возникает такой эффект? Все просто. Когда мы смотрим на какой-либо объект, наш мозг пытается распознать его форму и делает это на основе повседневного опыта. Когда мы перемещаемся, то заранее представляем траекторию движения объекта. Этот дракон специальным образом раскрашен и наблюдателю кажется, что его голова выпуклая, хотя на самом деле это не так! Голова дракона вогнутая. Но нам тяжело это представить, так как мы никогда не видели животное с вогнутой мордой.

Учёные доказали, что мозг шизофреника обмануть не удаётся — для него голова дракона остаётся вогнутой. Это интересный случай, когда искажение реальности и самообман — признак здорового человека. Причина, по которой мозг шизофреника отказывается принимать оптическую иллюзию, пока до конца не ясна. Учёные предполагают, что она связана с неправильным (или правильным, но уж точно «нездоровым») способом обработки визуальной информации и распознавания образов. Данная оптическая иллюзия не действует также на некоторых людей под воздействием алкоголя и наркотиков. 

Стереокартинки (рисунок 10).

Стереоизображение – это плоская картинка, в которой можно увидеть объемное изображение при помощи определенной фокусировки глаз. Этот удивительный визуальный эффект достигается благодаря особенности человеческого зрения. Его обнаружили еще в 1836 году.

Человек смотрит на мир двумя глазами. Каждый из них видит вещи и предметы под своим углом. Но мозг, получая два разных изображения, объединяет их в единое целое. Именно эта особенность лежит в основе создания стереоизображений. Стереокартинка – это изображение, состоящее из повторяющихся, практически идентичных фрагментов. При их обработке мозг неправильно соединяет точки падения взгляда и угол, под которым человек смотрит на изображение. В результате этого получается своеобразный обман зрения, при котором плоская картинка превращается в 3D-изображение 

Причем чем быстрее человек узнает, как смотреть стереоизображения, тем легче ему будет воспринимать их в будущем. Но для развития бинарного зрения нужна постоянная тренировка для глаз.

Для детей эта задача проще. Дело в том, что мозг взрослого человека привыкает смотреть и воспринимать вещи, опираясь на прошлый опыт. Восприятие ребенка в этом плане гибче. Поэтому те, кто просматривал стереограммы в детстве, после пары упражнений с легкостью повторят это и в зрелом возрасте. Если опустить тот факт, что просматривать стереограммы интересно и увлекательно, можно найти еще несколько полезных фактов об этом занятии. Например: Тренировка глаз, способствующая поддержанию остроты зрения. Положительное влияние на кровообращение. Снятие напряжения глазных мышц. Улучшение работы аппарата аккомодации. Если имеются нарушения работы зрительного аппарата (близорукость, астигматизм и пр.), офтальмологи крайне рекомендуют при помощи стереоизображений проводить зарядку для глаз. Кроме того, это будет полезно и тем людям, кто много времени проводит, глядя на экран монитора.

Иллюзии – перевёртыши (рисунок 11).

Перевёртыш — вид оптической иллюзии, в которой от направления взгляда зависит характер воспринимаемого объекта. Здесь свою роль играет внимательность и концентрация зрения.

Перевертыш -одна из самых красивых и забавных оптических иллюзий. Вы смотрите на него и видите вполне осмысленный рисунок. Но если вы перевернете картинку на 180 градусов, то вместо ожидаемого перевернутого изображения, вы увидите совершенно другой рисунок!!!

Иллюзии восприятия глубины (рисунок 12).

Что изображено: маленький кусочек сыра или «головка» без маленького кусочка?

Если говорить коротко, то в нашем обмане виновато мастерство художника, который мастерски играет с цветами. Также на помощь приходит знание о цвете – темные тона всегда будут выглядеть расположенными дальше (глубже), чем светлые оттенки.
Иллюзии фигуры и фона (рисунок 13).

Дело в том, что мы всегда выделяем какой-то один объект на картинке, остальные предметы делая фоном. Иногда эти объекты могут меняться местами, когда фон становится фигурой и наоборот.

Что Вы видите?

Одна из вариаций на тему «Ваза Рубина»². Можно увидеть только вазу, а можно и два повернутые друг к другу профиля по бокам вазы.

Невозможные фигуры.

Невозможная фигура  — один из видов оптических иллюзий, фигура, кажущаяся на первый взгляд проекцией обычного трёхмерного объекта, при внимательном рассмотрении которой становятся видны противоречивые соединения элементов фигуры.

Создаётся иллюзия невозможности существования такой фигуры в трёхмерном пространстве. Один  из наиболее распространенных   невозможных  фигур  это  

«Треугольник  Пенроуза »³ (рисунок 14).

Невозможные фигуры получаются путем попадания солнечного света на реальный объект в определенный момент времени и под определенным углом.

Стоит отметить, что если бы мы смотрели сейчас на сами фигуры, а не на их фотографии, то мы бы сразу увидели, что фигура не является невозможной, и в чем заключается секрет. Невозможный объект выглядит невозможным только с единственной точки зрения, а так как мы обозреваем объект с двух точек

зрения, то мы сразу же видим те уловки, при помощи которых создан тот или иной объект.

«Невозможный треугольник» в Перте, Австралия , был создан художником Брайан Мак-Кей в сотрудничестве с архитектором Ахмад Абас. Но

²Э. Рубин создал классическое изображение обращающихся фигур

как они это делают? Давайте посмотрим на это c другой стороны. Скульптура, также называется  “Треугольник Пенроуза”  которая    построенная  из трех прямых балок квадратного сечения, отвечающие попарно под прямым углом,  где  на вершины треугольника, они образуют замкнутый угол.

Иллюзия возникающих фигур.

Иллюзия Лудимара Германна (рисунок 15):

Эту иллюзию он открыл в 1870-ом году, когда читал труды Джона Тиндаля о звуке. Глядя на картинку, вы видите серые пятна на пересечении белых линий, однако если смотреть непосредственно на то место, где казались эти пятна, то ничего, кроме белого цвета, вы не увидите.

Треугольник Канижа (рисунок 16):

Итальянский физиолог Гаэтано Канижа решил доказать, что человеку свойственной видеть окружающий мир не как он есть, а сквозь различные ментальные модели, служащие своеобразным фильтром.

На этом рисунке мы видим белый треугольник, хотя на самом деле на нём, кроме различных геометрических фигур, треугольника нет.

³Был открыт в 1934 году шведским художником Оскаром Реутерсвардом

Заключение.

В работе рассмотрены разные виды оптических иллюзий. Выяснилось, что восприятие одного и того же предмета может быть разным. Нельзя с уверенностью говорить, что все увиденное нами является таковым. Глаз любого человека видит мир одинаково, но восприятие увиденного – это процесс мышления человека. Поэтому каждый человек воспринимает мир по-своему. И надо уважать мнение каждого.

Зная особенности зрения, человек может анализировать полученную информацию, понимать, когда глаза его обманывают, а когда изображение реально. Подобные знания могут избавить от неприятностей, связанных со зрительными обманами, дают возможность понять причины природных явлений. Проведенный анализ учит нас, что не всегда следует ограничиваться только оценкой на глаз, а следует подключать логику и производить измерения. В целом изучение разнообразных иллюзий является важной частью исследований того, как работает восприятие человека, его органы чувств и мозг.

Полученные в процессе исследования знания и накопленные факты позволили научиться создавать оптические иллюзии и управлять ими. Я Вам продемонстрирую макет куба (макет собран самостоятельно) парящего в воздухе. Проведу опыт с преломлением световых лучей, который изменяет реальное изображение. А также покажу использование оптических иллюзий в современном мире на примере 3d призмы (её мне помогли сделать родители).

«Посредством глаза, а не глазом
Смотреть на мир умеет разум…»⁴

⁴Уильям Блейк

Источники информации.

https://i-fakt.ru/category/illyuzii/

https://billionnews.ru/1529-iskusstvo-illyuzii-19-foto.html

https://novostiifakty.ru/fakty/opticheskie-illuzii-kotorye-sposobny-vzorvat-mozg/

https://www.rostov.kp.ru/daily/26802.7/3836695/

https://habr.com/ru/post/109022/

Приложение.

Рисунок 1

Как устроен глаз человека.

Рисунок 2

Рисунок 3

Иллюзия Мюллера – Лайера.

Рисунок 4

Иллюзия Эббингауза.

Рисунок 5.

Иллюзия НЕпараллельных линий .

Рисунок 6

Ведьмин дом в Одессе.

Рисунок 7

Иллюзия цвета и контраста.

Рисунок 8

Иллюзия движения.

Рисунок 9

«Мона Лиза» Леонардо да Винчи.

Рисунок 10

Стереокартинки.

Рисунок 11

Иллюзии – перевёртыши.

Рисунок 12

Иллюзии восприятия глубины.

Рисунок 13

Иллюзии фигуры и фона.

Рисунок 14

« Треугольник Пенроуза».

Рисунок 15

Иллюзия Лудимара Германна.

Рисунок 16

Треугольник Канижа.

Просмотров работы: 3113